基础，借助于与引力理论的相似性，采用了拉格朗日(Joseph Louis de Lagrangel736 1813)1?77年提出的位函数及拉普拉斯(Pierre SimonMarquis de Laplace1749-1827)的方 程来描述静电场，又在1828年推广方程应用于包括有电荷的区域，即现在人们所称的泊松 方程。 1813年德国数学家高斯(Carl Friedrich Gauss1777-1855)根据库仑定律导出了 静电场的高斯定律。库仑定律按照己知电荷可以求出各处的电场，而高斯定律则可以按照任 意闭合面上已知的场求出所包围的电荷。高斯定律还可以表示为微分形式，并可推广到非静 态的场，是近代电磁理论的基本公式之一，与库仑定律是一致的。至此，静电学的基础已经 建成。 五、电流的磁效应 1820年丹麦哥本哈根大学的奥斯特(HansChristian0 ersted1777一1851)发现了电 流的磁效应。这段历史很有趣，并且我们今天也还能从中获得一些教益。现在择要介绍一下： 有一次当屋外有闪电时，奥斯特看到室内的指南针发生了不规则的摆动。在这个启示下，他 猜想是电流使磁针摆动，在课堂上进行了二个实验：将电池的两个电极用导线短接，把导线 靠近指南针，导线是水平放置并与磁针成直角，因而没有观察到对磁针的影响。当他结束讲 演，将导线放到与磁针平行的位置时，却立即发现磁针产生了明显的偏转。他召集了一些同 事，并换了一个大一些的电池，重复进行这个实验给大家看。1820年6月，他写了一本小 册子《电流对磁针作用的实验》，私人印发给一些科学家和科学团体。这本书中记载了他观 察到的现象：“接通电池两极的金属导线可简称联线，.在联线距破针约3/4英寸时， 磁针的偏转约为45度，若距离增加则针的偏转减小，偏转的大小与电池的强弱有关系。. 这种效应可以透过玻璃、金属、木材、树脂、石头等。.‘电冲突’的效应不同于正电荷 或负电荷的作用，联线放在磁针的上方或者磁针的下方，针的偏转方向是相反的， 奥斯特还观察到当把导线在水平面上改变轴线方向时，磁铁也跟着转动：如果将磁 针改用铜的、玻璃的、或树脂的针，则电流导线对这些针不产生影响。因此，他在小册子中 对他所发现的现象作了一些解释：“电冲突仅仅对物质中的磁粒子发生作用，对非磁性物质， 电冲突只是穿透过去，而磁粒子抵抗这种穿透，所以物体就被推动。”很明显，电冲突不只 存在于导体联线本身，而是广泛散布到周围空间。从己有事实中，我们可以得出这样的结论， 电冲突是沿者圆周形状作用的，否则联线放在磁针上面或磁针下面时，针的偏转方向就不会 相反了
基础，借助于与引力理论的相似性，采用了拉格朗日(Joseph Louis de Lagrange1736 一 1813)l?77 年提出的位函数及拉普拉斯(Pierre SimonMarquis de Laplace 1749-1827)的方 程来描述静电场，又在 1828 年推广方程应用于包括有电荷的区域，即现在人们所称的泊松 方程。 1813 年德国数学家高斯(Carl Friedrich Gauss 1777-1855)根据库仑定律导出了 静电场的高斯定律。库仑定律按照已知电荷可以求出各处的电场，而高斯定律则可以按照任 意闭合面上已知的场求出所包围的电荷。高斯定律还可以表示为微分形式，并可推广到非静 态的场，是近代电磁理论的基本公式之一，与库仑定律是一致的。至此，静电学的基础已经 建成。 五、电流的磁效应 1820 年丹麦哥本哈根大学的奥斯特(HansChristianOersted1777—1851)发现了电 流的磁效应。这段历史很有趣，并且我们今天也还能从中获得一些教益。现在择要介绍一下： 有一次当屋外有闪电时，奥斯特看到室内的指南针发生了不规则的摆动。在这个启示下，他 猜想是电流使磁针摆动，在课堂上进行了二个实验：将电池的两个电极用导线短接，把导线 靠近指南针，导线是水平放置并与磁针成直角，因而没有观察到对磁针的影响。当他结束讲 演，将导线放到与磁针平行的位置时，却立即发现磁针产生了明显的偏转。他召集了一些同 事，并换了一个大一些的电池，重复进行这个实验给大家看。1820 年 6 月，他写了一本小 册子《电流对磁针作用的实验》，私人印发给一些科学家和科学团体。这本书中记载了他观 察到的现象：“接通电池两极的金属导线可简称联线，.在联线距磁针约 3／4 英寸时， 磁针的偏转约为 45 度，若距离增加则针的偏转减小，偏转的大小与电池的强弱有关系。. 这种效应可以透过玻璃、金属、木材、树脂、石头等。.‘电冲突’的效应不同于正电荷 或负电荷的作用，联线放在磁针的上方或者磁针的下方，针的偏转方向是相反的。.” 奥斯特还观察到当把导线在水平面上改变轴线方向时，磁铁也跟着转动；如果将磁 针改用铜的、玻璃的、或树脂的针，则电流导线对这些针不产生影响。因此，他在小册子中 对他所发现的现象作了一些解释：“电冲突仅仅对物质中的磁粒子发生作用，对非磁性物质， 电冲突只是穿透过去，而磁粒子抵抗这种穿透，所以物体就被推动。”很明显，电冲突不只 存在于导体联线本身，而是广泛散布到周围空间。从已有事实中，我们可以得出这样的结论， 电冲突是沿着圆周形状作用的，否则联线放在磁针上面或磁针下面时，针的偏转方向就不会 相反了
奥斯特发现了电流的磁效应，但是对他本人如何评价却发生了争论。争论是从一 封信引起的，信是他当时的一个学生汉司亭(Hansteen))后来写给法拉第的。信中写道：“奥 斯特教授是一个有天才的人，但他是一个不适当的实验者，他不善操纵仪器。.他试 着使导线与磁针垂直，而针并没有显出运动。在结束讲课后，他使用为其它实验准备的 一个更大的电池说：‘趁着电池活力还大，再做一次实验'，这时电池联线平行于磁针 磁针出现了剧烈的摆动。他十分激动而感到迷惑.。因此有人不无道理地说：‘这个伟 大发现是产生了，而他却在事故中摔了筋斗'。对于作用力应该是正交于磁针的概念，他和 别人一样，事前一点也没有考虑。”不过正如拉格朗日评论过牛顿有类似情况时说的 句话：“这种偶然性总是遇到配得上的人”。 这封信之所以受到重视是因为汉司亭是这个发现的直接证人，不过信是在1857年写 的，实验已经过去了30多年而且是在奥斯特逝世6年之后了。奥斯特在他的小册子中，叙 述上的确有些杂乱并缺乏定量的结果，但是他也确实研究了一些现象，例如这种效应与电流 强度的关系，与距离的关系，包括与不同材料的关系等这种效应是沿着圆周方向也是一个有 力的推论。里纳德(P.Lenard))在他所写的《科学伟人录》中指出：当时奥斯特桌上放若磁 针、电池和导线，说明他正在寻找这个效应，不能看成是意外事故中偶然的发现。 无论当时的真正情况如何，电流的磁效应是科学史上的一个重要发现，它把电学和 磁学从此联系起来了。 六、安培定律和电磁力 奥斯特的发现，引起欧洲各国科学家的重视，纷纷进行有关研究。在德国立即得到 应用。施威格(JohannSolomoCristophSchweiggerl779-1857)按照这个发现，在多匝线圈中 放置磁针制成最早的电流检测装置称为“倍增器”。 法国科学院院士阿拉果(DominiqueFrancoisJean Aragol786一1853)正在国外旅行 时，了解到奥斯特的发现，一回到巴黎就在科学院会议上做了介绍。他已发现通有电流的铜 线可以吸附铁屑，断开电流则铁屑散落。阿拉果的介绍引起了法国科学家的兴趣，其中包括 安培(AndreMarieAmpere1775一1836)。他高度评价奥斯特及阿拉果的发现，并立即进行新 的实验，就在上述介绍的一个星期之后，安培就有了新的发现。 安培认为：既然磁石与磁石间有作用力，现在又发现了电流与磁石之间有作用力， 那么两个电流之间也应该有作用力。他用实验证明了一个可自由摆动的U形导线和另一个与 U形底边平行的导线中两电流之间的作用力（图）
奥斯特发现了电流的磁效应，但是对他本人如何评价却发生 了争论。争论是从一 封信引起的，信是他当时的一个学生汉司亭(Hansteen)后来写给法拉第的。信中写道：“奥 斯特教授是一个有 天才的人，但他是一个不适当的实验者，他不善操纵仪器。.他 试 着使导线与磁针垂直，而针并没有显出运动。在结束讲课后，他 使用为其它实验准备的 一个更大的电池说：‘趁着电池活力还大， 再做一次实验’，这时电池联线平行于磁针， 磁针出现了剧烈的摆动。他十分激动而感到迷惑.。因此有人不无道理地说：‘这个 伟 大发现是产生了，而他却在事故中摔了筋斗’。对于作用力应该是正交于磁针的概念，他和 别人一样，事前一点也没有考虑。”不过 正如拉格朗日评论过牛顿有类似情况时说的一 句话：“这种偶然性总是遇到配得上的人”。 这封信之所以受到重视是因为汉司亭是这个发现的直接证人，不过信是在 1857 年写 的，实验已经过去了 30 多年而且是在奥斯特逝世 6 年之后了。奥斯特在他的小册子中，叙 述上的确有些杂乱并缺乏定量的结果，但是他也确实研究了一些现象，例如这种效应与电流 强度的关系，与距离的关系，包括与不同材料的关系等这种效应是沿着圆周方向也是一个有 力的推论。里纳德（P.Lenard)在他所写的《科学伟人录》中指出：当时奥斯特桌上放着磁 针、电池和导线，说明他正在寻找这个效应，不能看成是意外事故中偶然的发现。 无论当时的真正情况如何，电流的磁效应是科学史上的一个重要发现，它把电学和 磁学从此联系起来了。 六、安培定律和电磁力 奥斯特的发现，引起欧洲各国科学家的重视，纷纷进行有关研究。在德国立即得到 应用。施威格(JohannSolomoCristophSchweiggerl779-1857)按照这个发现，在多匝线圈中 放置磁针制成最早的电流检测装置称为“倍增器”。 法国科学院院士阿拉果(DominiqueFrancoisJean Arago1786—1853)正在国外旅行 时，了解到奥斯特的发现，一回到巴黎就在科学院会议上做了介绍。他已发现通有电流的铜 线可以吸附铁屑，断开电流则铁屑散落。阿拉果的介绍引起了法国科学家的兴趣，其中包括 安培(AndreMarieAmpere 1775—1836)。他高度评价奥斯特及阿拉果的发现，并立即进行新 的实验，就在上述介绍的一个星期之后，安培就有了新的发现。 安培认为：既然磁石与磁石间有作用力，现在又发现了电流与磁石之间有作用力， 那么两个电流之间也应该有作用力。他用实验证明了一个可自由摆动的 U 形导线和另一个与 U 形底边平行的导线中两电流之间的作用力(图 1)